PPT建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計17

5.3鋼筋混混凝土土框架架的抗抗震設(shè)設(shè)計一、一一般概概念1、梁與與柱的的彎曲曲延性性實驗表表明變變形能能力隨隨軸壓壓比增增大而而急劇劇降低低。N為組合合軸壓壓力設(shè)設(shè)計值值；b、h為截面面的短短長邊邊；fc為混凝凝土抗抗壓強強度設(shè)設(shè)計值值。軸壓比比：柱組合合的軸軸壓力力設(shè)計計值與與柱的的全截截面面面積和和混凝凝土抗抗壓強強度設(shè)設(shè)計值值乘積積之比比，即即它是控控制偏偏心受受拉邊邊鋼筋筋先到到抗拉拉強度度，還還是受受壓區(qū)區(qū)混凝凝土先先達到到其極極限壓壓應(yīng)變變的主主要指指標。。配筋率率對延延性影影響也也很大大。配筋率率對延延性影影響也也很大大。配筋率率增大大則彎彎曲延延性差差。適適當提提高混混凝土土強度度等級級，可可使配配筋率率減少少彎曲曲延性性改善善。截面中配置置受壓鋼筋筋可以改善善構(gòu)件的彎彎曲延性。。2、受剪構(gòu)件件的剪跨比比及破壞特特征h0為截面有效高高度。剪跨比：構(gòu)件在彎矩矩和剪力共共同作用下下,受剪破壞與與剪跨比有有關(guān).當或構(gòu)件為超配箍時,發(fā)生斜壓型破壞；當且構(gòu)件為低配箍時,發(fā)生斜拉型破壞；脆性破壞當且配筋箍適量時,發(fā)生剪壓破壞；延性破壞在水平地震震作用下，，梁柱的剪剪跨比可以以直接通過過梁的跨高高比和柱的的高厚比表表示。設(shè)反彎點在構(gòu)構(gòu)件中央對于梁對于柱1）平面或樓樓層有局部部薄弱環(huán)節(jié)節(jié)，不能發(fā)發(fā)揮整體抗抗震能力。。3、震壞房屋屋在設(shè)計上上存在的問問題2）梁柱變形形能力不足足，構(gòu)件過過早破壞；；3）梁柱節(jié)點點箍筋不足足，節(jié)點受受震破壞，，梁柱失去去了相互之間的聯(lián)系系；4）砌體填充充墻破壞；；5）其他。1）框架塑性性效應(yīng)較多多地發(fā)生在在梁端，底底層柱的塑塑性效應(yīng)較晚形成；；4、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震設(shè)計計的正確指指導(dǎo)思想2）梁柱在彎彎曲破壞前前，避免發(fā)發(fā)生其它形形式破壞，，如剪切破壞、粘結(jié)結(jié)破壞等；；3）在梁、柱柱破壞之前前，節(jié)點應(yīng)應(yīng)有足夠的的強度即變變形能力；；4）重視非結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計。強柱弱梁，，強剪弱彎彎，更強的的節(jié)點兩種破壞形形式1、根據(jù)“強強柱弱梁””原則的調(diào)調(diào)整弱柱型弱梁型為了使塑性性鉸首先在在梁中出現(xiàn)現(xiàn)，同一節(jié)節(jié)點柱的抗抗彎能力要要大于梁的的抗彎能力力。二、地震作作用效應(yīng)的的調(diào)整抗震規(guī)范規(guī)規(guī)定：一、、二、三級級框架的梁梁柱節(jié)點處處，除頂層層和柱軸壓壓比小于0.15者外，柱端端組合彎矩矩設(shè)計值應(yīng)應(yīng)符合下列列公式要求求9度和一級框框架結(jié)構(gòu)尚尚應(yīng)符合：：---節(jié)點上下柱端截面順時針或逆時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和;---節(jié)點左右梁端截面逆時針或順時針方向組合的彎矩設(shè)計值之和；---節(jié)點左右梁端截面逆時針或順時針方向根據(jù)實配鋼筋面積（考慮受壓筋）和材料強度標準值計算的抗彎承載力所對應(yīng)的彎矩值之和；---柱端彎矩增大系數(shù)，一級為1.4,二級為1.2,三級為1.1。為了不使框框架底層柱柱過早出現(xiàn)現(xiàn)塑性鉸，，規(guī)范規(guī)定定：一、二二、三級框框架底層柱底截截面組合的的彎矩設(shè)計計值應(yīng)分別乘以以增大系數(shù)數(shù)1.5、1.25、1.15。按單向計算算地震作用用時，一、二級框框架的角柱柱，調(diào)整后的的彎矩、剪剪力設(shè)計值值應(yīng)乘以增增大系數(shù)1.30。2.根據(jù)“強剪剪弱彎”原原則的調(diào)整整9度和一級框框架結(jié)構(gòu)尚尚應(yīng)符合：：為了避免梁梁在彎曲破破壞前發(fā)生生剪切破壞壞，應(yīng)按‘‘強剪弱彎彎’的原則則調(diào)整框架架梁端部截截面組合的的剪力設(shè)計計值：一、二、三三級框架梁---梁在重力荷載代表值（9度時高層建筑還應(yīng)包括豎向地震作用標準值）作用下，按簡支梁分析的梁端截面剪力設(shè)計值；--分別為梁左、右端逆時針或順時針方向正截面組合的彎矩設(shè)計值;---梁的剪力增大系數(shù)，一級為1.3,二級為1.2,三級為1.1。---梁的凈跨；---分別為梁左、右端逆時針或順時針方向根據(jù)實配鋼筋面積(考慮受壓筋)和材料強度標準值計算的抗彎承載力所對應(yīng)的彎矩值；1）框架梁設(shè)設(shè)計剪力的的調(diào)整一、二、三三級的框架柱和框框支柱端部組合的的剪力設(shè)計計值按下式式調(diào)整：9度和一級框框架結(jié)構(gòu)尚尚應(yīng)符合：：---柱端組合剪剪力設(shè)計值值；--分別為柱上上、下端逆逆時針或順順時針方向向截面組合合的彎矩設(shè)設(shè)計值;---柱的剪力增增大系數(shù)，，一級為1.4,二級為1.2,三級為1.1。---柱的凈高；；---分別為柱上上、下端逆逆時針或順順時針方向向根據(jù)實配配鋼筋面積積(考慮受壓筋筋)和材料強度度標準值計計算的抗彎彎承載力所所對應(yīng)的彎彎矩值；2）框架柱設(shè)設(shè)計剪力的的調(diào)整3）抗剪承載載力的折減減在反復(fù)地震震作用下，，梁端形成成交叉剪切切裂縫，混混凝土的極極限抗剪承承載力大大大降低，在在設(shè)計中英英考慮這種種影響。考慮地震作作用組合時時，梁受剪剪承載力計計算公式為為：柱的受剪承承載力計算算公式為：當框架柱出出現(xiàn)拉應(yīng)力力時，斜截截面受剪承承載力計算算公式為：跨高比大于于2.5時：剪壓比：截截面內(nèi)平均均剪應(yīng)力與與混凝土抗抗壓強度設(shè)設(shè)計值之比比，即1.梁、柱截面面的剪壓比比不宜過大大（截面尺寸寸限制條件件）剪壓比過大大,混凝土?xí)^過早發(fā)生斜斜壓破壞,箍筋不能充充分發(fā)揮作作用,它對構(gòu)件的的變形能力力也有顯著著影響。因因此應(yīng)控制制?？绺弑鹊扔谟诨蛐∮?.5時：---梁端部截面組合的剪力設(shè)計值；---梁的截面有效高度；---混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值；---梁的截面寬度；---承載力抗震調(diào)整系數(shù)。三、配筋與與構(gòu)造要求求剪跨比宜大大于2，剪跨比按按下式計算算：2.梁、柱的剪剪跨比要有有所限制---剪跨比，取兩端計算結(jié)果的較大值；---端截面組合剪力計算值；---端截面組合彎矩計算值；---截面有效高度。反彎點位于于中部時，，可按構(gòu)件件凈長與2倍截面高度度之比計算算。N為組合軸壓壓力設(shè)計值值；b、h為柱的短長長邊；fc為混凝土抗抗壓強度設(shè)設(shè)計值。軸壓比：柱柱組合的軸軸壓力設(shè)計計值與柱的的全截面面面積和混凝凝土抗壓強強度設(shè)計值值乘積之比比,即：3、柱的軸壓壓比不宜過過大它是控制偏偏心受拉邊邊鋼筋先到到抗拉強度度，還是受受壓區(qū)混凝凝土先達到到其極限壓壓應(yīng)變的主主要指標。。柱的變形能能力隨軸壓壓比增大而而急劇降低低。規(guī)范規(guī)定：：柱軸壓比不不應(yīng)超過下下表，但Ⅳ類場地上的的較高高層層建筑柱軸軸壓比限值值應(yīng)適當減減小。0.900.950.800.850.700.75框架框架-剪力墻三二一結(jié)構(gòu)類型抗震等級柱軸壓比限制為此，框架架梁的縱向向配筋應(yīng)符符合下列要要求：為了提高梁梁的正截面面塑性鉸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動延性，，梁的縱向向配筋率不不宜過高。。4、縱向鋼筋筋的配筋率率應(yīng)該合適適（a)梁端縱向受受拉鋼筋的的配筋率不不應(yīng)大于2.5%；梁端截面面最大配筋筋率應(yīng)使梁梁端截面的的受壓區(qū)相相對高度（（即截面受受壓區(qū)高度度與有效高高度比）應(yīng)應(yīng)滿足：一一級不應(yīng)大大于0.25,二、三級不不應(yīng)大于0.35;（b)梁端或任何何可能屈服服截面處，，下部與上上部配筋量量的比值，，一級不應(yīng)應(yīng)小于0.5,二三級不應(yīng)應(yīng)小于0.3。（c)沿梁全長頂頂面和底面面的配筋，，一二級不不應(yīng)少于且且分分別不應(yīng)少少于梁兩端端頂面和底底面縱向配配筋中較大大截面面積積的1/4，三四級不不應(yīng)少于。。柱的縱向配配筋應(yīng)符合合下列要求求：對于柱：（a)宜對稱布置置；（b)截面尺寸大大于400mm的柱，縱向向鋼筋間距距不宜大于于200mm;（c)縱向鋼筋的的最小配筋筋率應(yīng)按下下表采用。。0.60.80.70.90.81.01.01.2中柱和邊柱角柱四三二一類別抗震等級（d)柱的總配筋筋率不應(yīng)大大于5%。（e)一級且剪跨跨比大于2的柱，每側(cè)側(cè)縱向鋼筋筋配筋率不不宜大于1.2%。梁、柱縱向鋼筋的接頭與錨固應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。5、梁、柱縱向鋼筋的接頭與錨固加密箍筋可以約束混凝土，改善混凝土的變形性能，提高構(gòu)件的延性、防止混凝土過早地壓潰及防止縱向鋼筋的壓曲失穩(wěn)。加密位置、箍筋直徑、箍筋間距等應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。6、箍筋在一定范圍內(nèi)應(yīng)加密框架節(jié)點破破壞的主要要形式是節(jié)節(jié)點核心區(qū)區(qū)剪切破壞壞和鋼筋錨錨固破壞。。四、框架的的節(jié)點設(shè)計計節(jié)點主要受受剪力和壓壓力的組合合作用，節(jié)節(jié)點核心區(qū)區(qū)未開裂前前，箍筋應(yīng)應(yīng)力很小，，基本上是是混凝土承承受剪力。。約當剪力力達到核心心區(qū)極限抗抗剪能力60～70%時，混凝土土突然發(fā)生生對角貫通通裂縫，節(jié)節(jié)點剛度明明顯降低，，箍筋應(yīng)力力也突然增增大，個別別甚至屈服服，此后斜斜裂縫增多多贈寬，箍箍筋陸續(xù)達達到屈服。。節(jié)點區(qū)的破破壞與交于于節(jié)點的梁梁、柱破壞壞順序有關(guān)關(guān)，弱柱強強梁型的節(jié)節(jié)點區(qū)破壞壞嚴重。直交梁對節(jié)節(jié)點核心區(qū)區(qū)有明顯約約束作用。。滿足一定定條件的四四邊有梁的的節(jié)點，核核心區(qū)混凝凝土抗剪強強度可提高高50～100%。節(jié)點區(qū)的破破壞與交于節(jié)節(jié)點的梁、柱柱破壞順序有有關(guān)，弱柱強強梁型的節(jié)點點區(qū)破壞嚴重重。根據(jù)強節(jié)點的的設(shè)計要求，，框架節(jié)點的的設(shè)計準則是是：（1）節(jié)點的承載力不應(yīng)低于其連接構(gòu)件（梁、柱）的承載力；（2）多遇地震時，節(jié)點應(yīng)在彈性范圍內(nèi)工作；（3）罕遇地震時，節(jié)點承載力的降低不得危及豎向荷載的傳遞；（4）節(jié)點配筋不應(yīng)使施工過分困難。1.節(jié)點核心區(qū)受受剪承載力的的驗算（1）節(jié)點核心區(qū)區(qū)組合的剪力力設(shè)計值9度和一級框架架尚應(yīng)符合---梁截面有效高度，節(jié)點兩側(cè)梁截面高度不等時可取平均值；---節(jié)點剪力增大系數(shù)，一級取1.35,二級取1.2。---柱的計算高度，可采用節(jié)點上下柱反彎點之間的距離；---梁受壓鋼筋合力點至受壓邊緣的距離；---梁的截面高度，節(jié)點兩側(cè)梁截面高度不等時可取平均值；---節(jié)點左右梁端順時針或反